(57)【要約】【課題】出射光を必要な範囲に集中して出射することができる出射角度制御シート及びその製造方法、面光源装置を提供する。【解決手段】単位凸レンズ形状３２ａの頂点から出射角度制御シート面に対して垂直に伸ばした光軸が通過する入射面上に照明光が透過可能な光透過部３４を設け、その他の部分に照明光の透過を妨げる、光を光源側へ戻す反射部３３を設ける。そして、単位凸レンズ形状３２ａ及びシート厚は、反射部３３の影がいずれの入射角度で入射する照明光に対しても最大出射角度方向に投影される形状及び寸法とする。【選択図】図２
2007122046.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
面光源装置に用いられ、光源から入射する照明光の出射角度を制御して出射するシートであって、
出射側に１次元又は２次元方向に複数並べて配置される単位凸レンズ形状と、
前記単位凸レンズ形状の頂点からシート面に対して垂直に伸ばした仮想の光軸が通過する入射面上に設けられた光透過部と、
前記入射面上の前記光透過部以外の領域に設けられた光非透過部と、
を備え、
前記単位凸レンズ形状、及び、前記単位凸レンズ形状の頂点と前記入射面との距離であるシート厚は、前記光非透過部の影が投影される前記単位凸レンズ形状のレンズ面上の位置が、光非透過部が無い場合にいずれの入射角度で入射する照明光に対してもそれぞれの入射角度に対応した最大出射角度の光が通過する前記単位凸レンズ形状のレンズ面上の位置と、一致する条件を満たすこと、
を特徴とする出射角度制御シート。
【請求項２】
面光源装置に用いられ、光源から入射する照明光の出射角度を制御して出射するシートであって、
出射側に１次元又は２次元方向に複数並べて配置される単位凸レンズ形状と、
入射面上であって、前記単位凸レンズ形状の頂点からシート面に対して垂直に伸ばした仮想の光軸と入射面との交点に設けられた光透過部と、
前記入射面上の前記光透過部以外の領域に設けられた光非透過部と、
を備え、
前記単位凸レンズ形状の頂点と前記入射面との距離であるシート厚は、前記単位凸レンズ形状の焦点距離の４０〜６５％の寸法となっていること、
を特徴とする出射角度制御シート。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の出射角度制御シートにおいて、
前記最大出射角度は、５０度以内であること、
を特徴とする出射角度制御シート。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の出射角度制御シートにおいて、
前記入射面の全面積に対して前記光非透過部の面積の占める割合は、２０〜６０％であること、
を特徴とする出射角度制御シート。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の出射角度制御シートにおいて、
前記光非透過部１つの幅寸法は、前記単位凸レンズ形状の配列ピッチの２０〜６０％であること、
を特徴とする出射角度制御シート。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の出射角度制御シートにおいて、
前記光透過部は、出射側から平行光線を入射させた場合に、前記平行光線が前記単位凸レンズ形状により屈折されて集光する焦点位置よりも前記単位凸レンズ形状側にあること、
を特徴とする出射角度制御シート。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の出射角度制御シートにおいて、
前記光非透過部は、入射側からの光を反射する反射層であること、
を特徴とする出射角度制御シート。
【請求項８】
請求項７に記載の出射角度制御シートにおいて、
前記光非透過部は、表面に微細凹凸形状が形成されていること、
を特徴とする出射角度制御シート。
【請求項９】
請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の出射角度制御シートにおいて、
前記単位凸レンズ形状は、シートに直交する断面形状が略円形状又は略楕円形状であること、
を特徴とする出射角度制御シート。
【請求項１０】
請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の出射角度制御シートにおいて、
前記単位凸レンズ形状は、出射側に１次元方向に複数並べて配置されてレンチキュラーレンズを形成しており、
前記光非透過部は、前記単位凸レンズ形状が延在する方向と平行に縞模様状に形成されていること、
を特徴とする出射角度制御シート。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載の出射角度制御シートにおいて、
前記単位凸レンズ形状は、出射側に２次元方向に複数並べて配置されて蝿の目レンズを形成しており、
前記光透過部は、略円形状又は略楕円形状であること、
を特徴とする出射角度制御シート。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載の出射角度制御シートにおいて、
前記単位凸レンズ形状は、紫外線透過性のある基材上に、紫外線硬化樹脂により形成されていること、
を特徴とする出射角度制御シート。
【請求項１３】
請求項１２に記載の出射角度制御シートにおいて、
前記基材より入射側に紫外線吸収作用を有した紫外線吸収層が貼り合わされていること、
を特徴とする出射角度制御シート。
【請求項１４】
請求項１から請求項１３までのいずれか１項に記載の出射角度制御シートの製造方法であって、
入射側の表面に感光層を設ける感光層形成工程と、
前記感光層に対する感光作用を有した光を出射側から入射角度を略０度で照射して前記単位凸レンズ形状の集光作用により前記光透過部を露光する露光工程と、
を備える出射角度制御シートの製造方法。
【請求項１５】
光源と、
請求項１から請求項１３までのいずれか１項に記載の出射角度制御シートと、
を備える面光源装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の面光源装置において、
前記光源と前記出射角度制御シートとの間に、紫外線吸収作用を有した紫外線吸収シートが設けられていること、
を特徴とする面光源装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載の面光源装置において、
前記光源は、多数の線状光源の集合により形成されており、
前記紫外線吸収シートは、光拡散作用を有すること、
を特徴とする面光源装置。
【請求項１８】
請求項１５から請求項１７までのいずれか１項に記載の面光源装置において、
前記光源の前記出射角度制御シート側とは反対側には、照明光を前記出射角度制御シート側へ向ける反射部材が設けられていること、
を特徴とする面光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置等の透過型表示装置を背面から照明するバックライトに使用される出射角度制御シート及びその製造方法、面光源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置等のバックライトでは、例えばＢＥＦ（住友スリーエム株式会社製）等のプリズムを用いた集光シート（以下、プリズムシート）により照明光を集光して、光源からの照明光の利用効率を高めることが行われている。
上述の集光シートでは、入射角度が０度付近で入射する照明光は、全反射を繰返して光源側に戻し、入射角度１０〜５０度で入射する照明光を主に偏向することにより、集光作用を得ている。
しかし、全反射を繰返して光源側に戻る照明光を有効に再利用することが困難であり、その成分については、無駄になってしまう場合が多いという問題があった。
また、プリズムシートでは、出射角度４０度以上の領域において、不要な出射光が出射するという問題があった。
【０００３】
一方、特許文献１には、複数個の開口部を持つ反射層と、開口部の上部に設けられ開口部に平行なレンチキュラーレンズとを有する光学フィルターを備えたバックライトが開示されている。
しかし、特許文献１に記載のバックライトでは、優先視野角に合わせて、開口部の中心（発光の中心）とレンチキュラーレンズの中心とを結ぶ直線の角度を傾けているので、その傾けた方向以外の角度から観察した場合には、非開口部の影がレンチキュラーレンズに投影されてしまい、極端に輝度が低下する。したがって、観察位置によって輝度のばらつきが大きいという問題があった。
また、特許文献１に記載のバックライトでは、開口部をレンチキュラーレンズの焦点位置と一致させることが前提（図面では、全て一致しており、レンチキュラーレンズ端部に入射した光は平行出射している）となっている。ここで、反射部により反射された光は、損失が出るので、できるだけ開口率を上げたほうがよい。しかし、特許文献１では、開口率を大きくすると隣接するレンズに入射してしまい角度の補正ができなくなるという問題があった。
【特許文献１】特開平８−１２２７７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、プリズムシートを用いることなく、プリズムシートと比較して光の利用効率が高く、大きな出射角度領域における不要な出射光がなく、出射光を必要な範囲に集中して出射することができ、出射特性を含む光学特性の設計自由度が高い出射角度制御シート及びその製造方法、面光源装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施例に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
請求項１の発明は、面光源装置に用いられ、光源（１１）から入射する照明光の出射角度を制御して出射するシートであって、出射側に１次元又は２次元方向に複数並べて配置される単位凸レンズ形状（３２ａ）と、前記単位凸レンズ形状の頂点からシート面に対して垂直に伸ばした仮想の光軸が通過する入射面上に設けられた光透過部（３４）と、前記
入射面上の前記光透過部以外の領域に設けられた光非透過部（３３）と、を備え、前記単位凸レンズ形状、及び、前記単位凸レンズ形状の頂点と前記入射面との距離であるシート厚は、前記光非透過部の影が投影される前記単位凸レンズ形状のレンズ面上の位置が、光非透過部が無い場合にいずれの入射角度で入射する照明光に対してもそれぞれの入射角度に対応した最大出射角度の光が通過する前記単位凸レンズ形状のレンズ面上の位置と、一致する条件を満たすこと、を特徴とする出射角度制御シート（３０）である。
【０００６】
請求項２の発明は、面光源装置に用いられ、光源（１１）から入射する照明光の出射角度を制御して出射するシートであって、出射側に１次元又は２次元方向に複数並べて配置される単位凸レンズ形状（３２ａ）と、入射面上であって、前記単位凸レンズ形状の頂点からシート面に対して垂直に伸ばした仮想の光軸と入射面との交点に設けられた光透過部（３４）と、前記入射面上の前記光透過部以外の領域に設けられた光非透過部（３３）と、を備え、前記単位凸レンズ形状の頂点と前記入射面との距離であるシート厚は、前記単位凸レンズ形状の焦点距離の４０〜６５％の寸法となっていること、を特徴とする出射角度制御シート（３０）である。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の出射角度制御シートにおいて、前記最大出射角度は、５０度以内であること、を特徴とする出射角度制御シートである。
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の出射角度制御シートにおいて、前記入射面の全面積に対して前記光非透過部（３３）の面積の占める割合は、２０〜６０％であること、を特徴とする出射角度制御シート（３０）である。
請求項５の発明は、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の出射角度制御シートにおいて、前記光非透過部１つの幅寸法は、前記単位凸レンズ形状の配列ピッチの２０〜６０％であること、を特徴とする出射角度制御シートである。
請求項６の発明は、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の出射角度制御シートにおいて、前記光透過部（３４）は、出射側から平行光線を入射させた場合に、前記平行光線が前記単位凸レンズ形状（３２ａ）により屈折されて集光する焦点位置よりも前記単位凸レンズ形状側にあること、を特徴とする出射角度制御シート（３０）である。
請求項７の発明は、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の出射角度制御シートにおいて、前記光非透過部（３３）は、入射側からの光を反射する反射層であること、を特徴とする出射角度制御シート（３０）である。
請求項８の発明は、請求項７に記載の出射角度制御シートにおいて、前記光非透過部（３３）は、表面に微細凹凸形状が形成されていること、を特徴とする出射角度制御シートである。
【０００８】
請求項９の発明は、請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の出射角度制御シートにおいて、前記単位凸レンズ形状（３２ａ）は、シートに直交する断面形状が略円形状又は略楕円形状であること、を特徴とする出射角度制御シート（３０）である。
請求項１０の発明は、請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の出射角度制御シートにおいて、前記単位凸レンズ形状（３２ａ）は、出射側に１次元方向に複数並べて配置されてレンチキュラーレンズを形成しており、前記光非透過部（３３）は、前記単位凸レンズ形状（３２ａ）が延在する方向と平行に縞模様状に形成されていること、を特徴とする出射角度制御シート（３０）である。
請求項１１の発明は、請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載の出射角度制御シートにおいて、前記単位凸レンズ形状は、出射側に２次元方向に複数並べて配置されて蝿の目レンズを形成しており、前記光透過部は、略円形状又は略楕円形状であること、を特徴とする出射角度制御シートである。
請求項１２の発明は、請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載の出射角度制御シートにおいて、前記単位凸レンズ形状（３２ａ）は、紫外線透過性のある基材（３１）上に、紫外線硬化樹脂により形成されていること、を特徴とする出射角度制御シート（
３０）である。
請求項１３の発明は、請求項１２に記載の出射角度制御シートにおいて、前記基材（３１）より入射側に紫外線吸収作用を有した紫外線吸収層が貼り合わされていること、を特徴とする出射角度制御シート（３０）である。
【０００９】
請求項１４の発明は、請求項１から請求項１３までのいずれか１項に記載の出射角度制御シート（３０）の製造方法であって、入射側の表面に感光層を設ける感光層形成工程と、前記感光層に対する感光作用を有した光を出射側から入射角度を略０度で照射して前記単位凸レンズ形状の集光作用により前記光透過部を露光する露光工程と、を備える出射角度制御シートの製造方法である。
【００１０】
請求項１５の発明は、光源（１１）と、請求項１から請求項１３までのいずれか１項に記載の出射角度制御シート（３０）と、を備える面光源装置である。
請求項１６の発明は、請求項１５に記載の面光源装置において、前記光源（１１）と前記出射角度制御シート（３０）との間に、紫外線吸収作用を有した紫外線吸収シート（２０）が設けられていること、を特徴とする面光源装置である。
請求項１７の発明は、請求項１６に記載の面光源装置において、前記光源（１１）は、多数の線状光源の集合により形成されており、前記紫外線吸収シート（２０）は、光拡散作用を有すること、を特徴とする面光源装置である。
請求項１８の発明は、請求項１５から請求項１７までのいずれか１項に記載の面光源装置において、前記光源（１１）の前記出射角度制御シート側とは反対側には、照明光を前記出射角度制御シート側へ向ける反射部材（１２）が設けられていること、を特徴とする面光源装置である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）単位凸レンズ形状の頂点からシート面に対して垂直に伸ばした仮想の光軸が通過する入射面上に設けられた光透過部と、入射面上の光透過部以外の領域に設けられた光非透過部とを備え、単位凸レンズ形状、及び、シート厚は、光非透過部の影が投影される単位凸レンズ形状のレンズ面上の位置が、光非透過部が無い場合にいずれの入射角度で入射する照明光に対してもそれぞれの入射角度に対応した最大出射角度の光が通過する単位凸レンズ形状のレンズ面上の位置と、一致する条件を満たすので、不要な出射角度の光が出射することを防ぎ、必要な出射角度の光のみを集中して出射することができる。
【００１２】
（２）単位凸レンズ形状の頂点からシート面に対して垂直に伸ばした仮想の光軸と入射面との交点に設けられた光透過部と、入射面上の光透過部以外の領域に設けられた光非透過部とを備え、単位凸レンズ形状の頂点と入射面との距離であるシート厚は、単位凸レンズ形状の焦点距離の４０〜６５％の寸法となっているので、隣接する単位凸レンズ形状へ入射してしまう光を低減でき、集光を確実に行うことができる。したがって、不要な出射角度の光が出射することを防ぎ、必要な出射角度の光のみを集中して出射することができる。
【００１３】
（３）最大出射角度は、５０度以内であるので、より観察者位置に適した映像光分布とすることが出来ると共に、液晶の偏光特性（入射角度が大きいと偏光しなくなるのでコントラストを低下させる）を有効に作用させる事が可能となる。
【００１４】
（４）入射面の全面積に対して光非透過部の面積の占める割合は、２０〜６０％であるので、出射光全体の輝度の低下を抑えつつ必要な範囲に出射光を集中させることができる。
【００１５】
（５）光非透過部１つの幅寸法は、単位凸レンズ形状の配列ピッチの２０〜６０％である
ので、反射損失を抑える事が可能となる。なお、その意味では出来るだけ非透過部の面積を小さくするほうがよい。即ち、光非透過部１つの幅寸法が大きいと反射損失が増大し、小さいと最大出射角度が大きくなってしまう。
【００１６】
（６）光透過部は、出射側から平行光線を入射させた場合に、平行光線が単位凸レンズ形状により屈折されて集光する焦点位置よりも単位凸レンズ形状側にあるので、集光を確実に行うことができる。
【００１７】
（７）光非透過部は、入射側からの光を反射する反射層であるので、出射角度が大きくなる光を光源側に戻して確実に再利用することができ、効率よく照明光を利用することができる。
【００１８】
（８）光非透過部は、表面に微細凹凸形状が形成されているので、光源側へ戻して再利用する光を拡散させることができ、必要な範囲に向かうような再利用光を創出することができる。
【００１９】
（９）単位凸レンズ形状は、シートに直交する断面形状が略円形状又は略楕円形状であるので、製造が容易な簡単な形状であっても、必要な集光効果を得ることができる。
【００２０】
（１０）単位凸レンズ形状は、出射側に１次元方向に複数並べて配置されてレンチキュラーレンズを形成しており、光非透過部は、単位凸レンズ形状が延在する方向と平行に縞模様状に形成されているので、単位凸レンズ形状に適した光非透過部の形態となり、不要な出射角度の光が出射することを確実に防ぐことができる。
【００２１】
（１１）単位凸レンズ形状は、出射側に２次元方向に複数並べて配置されて蝿の目レンズを形成しており、光透過部は、略円形状又は略楕円形状であるので、単位凸レンズ形状に適した光非透過部の形態となり、不要な出射角度の光が出射することを確実に防ぐことができる。
【００２２】
（１２）単位凸レンズ形状は、紫外線透過性のある基材上に、紫外線硬化樹脂により形成されているので、容易に製造することができる。殊に、液晶表示装置とのモアレ防止のため、液晶の画素ピッチの１／３ないし１／５以下、例えば０．１ｍｍ以下のファインピッチとした場合に有用である。
【００２３】
（１３）基材より入射側に紫外線吸収作用を有した紫外線吸収層が貼り合わされているので、光源光により単位凸レンズ形状が黄変したりすることを防止できる。
【００２４】
（１４）感光層形成工程と、露光工程とを備えるので、容易に製造することができる。殊に、液晶表示装置とのモアレ防止のため、例えば０．１ｍｍ以下のファインピッチとした場合に有用である。
【００２５】
（１５）出射角度制御シートを有する面光源装置なので、プリズムシートを用いた場合と比較して光の利用効率が高く、大きな出射角度領域における不要な出射光がなく、出射光を必要な範囲に集中して出射できる。
【００２６】
（１６）光源と出射角度制御シートとの間に、紫外線吸収作用を有した紫外線吸収シートが設けられているので、光源光により出射角度制御シートが黄変したりすることを防止できる。
【００２７】
（１７）光源は、多数の線状光源の集合により形成されており、紫外線吸収シートは、光
拡散作用を有するので、出射角度制御シートの黄変を防止しながら、輝度ムラのない均一な照明光とすることができる。
【００２８】
（１８）光源の出射角度制御シート側とは反対側には、照明光を出射角度制御シート側へ向ける反射部材が設けられているので、光源が発光して直接出射する照明光、及び、光非透過部により反射して戻された再利用光を有効に利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
出射光を必要な範囲に集中して出射するという目的を、単位凸レンズ形状と、光非透過部とを組み合わせて配置することにより実現した。
【実施例】
【００３０】
図１は、本発明による面光源装置を用いた液晶表示装置の実施例を模式的に示す断面図である。
本実施例による面光源装置は、光源部１０，拡散板２０，出射角度制御シート３０，集光シート４０等を備え、ＬＣＤ表示素子５０を背面から照明する装置である。
光源部１０は、照明光を発光する部分であり、複数の線状光源である冷陰極管１１を平行に並べて形成されている。照明光を出射させる方向と反対側には、反射板１２が冷陰極管１１を覆うように配置されており、照明光を出射角度制御シート３０側へ向けるように反射する。また、光源部１０には、拡散板２０を支えて拡散板２０のタワミを防止する支柱１３が数箇所設けられている。
ここで、光源としては、ＥＬ（electroluminescence）のような面光源であってもよい
。この場合は、支柱１３は不要であり、拡散板２０は、なくてもよい。この場合、反射層は、ＥＬ裏面の反射層がそのまま使える。なお、ＥＬの場合は紫外光を含まないので、後述の紫外線吸収剤などは、不必要となる。
【００３１】
拡散板２０は、光源部１０からの照明光を拡散し、棒状の冷陰極管１１が並列に並んでいることに起因する輝度分布ムラ（冷陰極管１１に近い位置が明るく、冷陰極管１１から遠い位置が暗くなる）をなくし、輝度分布が均一な照明光とする役割を果たしている。したがって、拡散板２０から出射する照明光は、様々な出射角度で出射する拡散光となる。特に、本実施例では、後述する出射角度制御シート３０と集光シート４０とを組み合わせることにより集光効率は高いが、照度を均一化する作用はないので、拡散板２０の拡散度合いを大きくすることにより輝度の均一性や支柱１３の影の防止等のムラ発生要因の軽減が可能となる。よって、拡散板２０を通過した照明光は、完全拡散光に近いことが望ましい。
【００３２】
この拡散板２０には、通常の樹脂に拡散剤とベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、シアノアクリレート系等の紫外線吸収剤を練りこんだフィルム、拡散ビーズと紫外線吸収剤をコーティングしたフィルム、レンチキュラー形状を表面に付与した紫外線吸収剤入りのフィルム等の紫外線吸収剤と拡散剤と拡散用レンズ形状の組み合わせを用いることができる。
後述する出射角度制御シート３０及び集光シート４０は、紫外線硬化樹脂や光反応性樹脂を用いて形成されている。また、光源部１０は、紫外光も発光する。しかし、拡散板２０は、紫外線吸収作用を有しているので、光源部１０からの紫外光により集光シート３０が黄変等することを防止する紫外線吸収シートとしての働きも有している。なお、基材層３１より入射側に紫外線吸収作用を有して実質的に透明な紫外線吸収層を貼り合わしてもよい。紫外線吸収作用は、着色(可視光の吸収)の生じない範囲で出来るだけ長波長（４００ｎｍ）までカットする事が好ましく、実質的に透明とは、弱い拡散作用を付与することによりムラを減少させることもあり、そのような場合を含む意味である。なお、実際上生じやすい若干の可視光の吸収(例えば、４００ｎｍで５％など)がある場合も含む。
【００３３】
出射角度制御シート３０は、集光シート４０の集光特性に合わせて、照明光の出射角度を制御するシートである。
図２は、本実施例における出射角度制御シート３０を拡大して模式的に示した断面図である。
本実施例における出射角度制御シート３０は、基材層３１，レンチキュラーレンズ部３２，反射部３３，光透過部３４等を有している。
基材層３１は、出射角度制御シート３０のベースとなる層であり、紫外線透過性の材料により形成されている。ここで、基材層３１に用いる紫外線透過性の材料としては、ポリエステルフィルム、アクリルフィルム、環状ポリオレフィンフィルム、ポリカーボネイトフィルム等が用いられるが、特に温度や湿度による変化が少ないものが好ましい。なお、レンチキュラーレンズ部３２と基材層３１が一体化されており、基材層３１を成型する時に同時賦型してレンチキュラーレンズ部３２を設ける場合には、成形性が良いことが条件に追加される。また、基材層３１にＵＶ（紫外線）賦型やＥＢ（電子線）賦型するような場合には、プライマーコートやコロナ処理等の接着性改良処理したものを用いることが好ましい。
この基材層３１にレンチキュラーレンズ部３２及び反射部３３を形成することにより、出射角度制御シート３０を得る。
【００３４】
レンチキュラーレンズ部３２は、基材層３１の出射側にあって、単位凸レンズ形状３２ａを１次元方向に複数並べて配置することにより形成されている。このレンチキュラーレンズ部３２は、紫外線硬化樹脂（例えば、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレート等通常のＵＶ樹脂が使用可能。）を基材層３１の出射側に塗布し、金型に圧着させながら紫外線を基材層３１を通して照射することにより形成した。
本実施例におけるレンチキュラーレンズ部３２は、レンチキュラーレンズ形状の延在する方向に直交する断面における断面形状が、長半径が０．０８ｍｍ、短半径が０．０６ｍｍの楕円の一部となっており、その長軸が出射角度制御シート３０のシート面に対して直交し、ピッチ０．１ｍｍとなるように配置されている。また、レンチキュラーレンズ部３２の単位凸レンズ形状３２ａの頂点と反射部３３との距離であるシート厚は、０．０８ｍｍである。
なお、上述のシート面とは、シート全体として見たときにおけるシートの平面方向と一致する面を意味するものとする。
【００３５】
光透過部３４は、レンチキュラーレンズ部３２の単位凸レンズ形状３２ａの頂点からシート面に対して垂直に伸ばした仮想の光軸が通過する入射面上に設けられ、照明光を透過する部分である。
反射部３３は、入射側の光透過部３４が設けられていない部分に設けられ、照明光を反射して光源側へ戻すことにより、透過を妨げる光非透過部である。
なお、反射部３３により反射して光源側へ戻された照明光は、光源部１０の反射板１２により反射される等して再度光源部１０から出射して再利用されるが、この反射部３３を拡散反射面とすることにより、戻される照明光が拡散光となり、再利用する光の均一性を向上することができる。よって、反射部３３の表面を微細凹凸形状とするとよい。また、凹凸面とすることにより入射面側に設けられる拡散シート等との間にニュートンリングが発生することを防止できる。
【００３６】
図３は、本実施例における出射角度制御シート３０のシート厚と反射部３３との関係を示す図である。
図３には、レンチキュラーレンズ部３２側からシート面に対して垂直に（入射角度０度で）平行光線を入射したときの光線を併記してある。レンチキュラーレンズ部３２の単位凸レンズ形状３２ａの焦点距離は、０．１３ｍｍである。一方、出射角度制御シート３０
のシート厚は、先に述べたように０．０８ｍｍとなっている。
したがって、単位凸レンズ形状３２ａの頂点と光透過部３４との距離であるシート厚は、単位凸レンズ形状３２ａの焦点距離の５９％の寸法となっている。ここで、このシート厚は、単位凸レンズ形状の焦点距離の４０〜６５％の寸法となっていることが望ましい。この光透過部３４の位置（シート厚）と単位凸レンズ形状３２ａの焦点距離との関係については、後述する。
また、出射角度制御シート３０の入射側における反射部３３の占める面積割合（以下、反射部割合）は、４０％である。
【００３７】
反射部３３の形成方法は、様々な方法が考えられるが、本実施例では、感光性粘着材を用いた。まず、感光すると粘着性を失う感光性粘着材を入射面側の全面に塗布する（感光層形成工程）。そして、感光層に対する感光作用を有した光を出射面側から入射角度が略０度の平行光として照射して単位凸レンズ形状３２ａの集光作用により光透過部３４に相当する部分を露光する（露光工程）。この後、残る感光性粘着材部分にアルミニウムからなる反射材を蒸着した蒸着転写紙を接合し、剥離紙を剥がすことにより、反射部３３を簡単かつ正確に形成できる。なお、感光層の感度に応じて露光時間を調整することや、光源の平行度合いを変え収差を発生させること等を行うことにより反射部３３の面積割合を調整することが可能である。
【００３８】
また、通常の感光性樹脂を用いて露光後蒸着やスパッタ等で反射層を設けリフトオフしてもよい。
さらに、感光層に露光により親水性／疎水性の変換する材料を用い、露光後、露光部の親疎水性と同じ性質の親疎水反射インキで印刷することで非透過部のみに反射層を設けてもよい。この場合は感光層が残ることとなる。
いずれにしても、入射面側の表面に感光層を設ける感光層形成工程と、感光層に対する感光作用を有した光を出射面側から入射角度が略０度の平行光として照射して単位凸レンズ形状３２ａの集光作用により光透過部３４を露光する露光工程とを行う所謂セルフアライメント手法を用いることにより、簡単かつ正確に反射部３３と光透過部３４とを形成することができる。
【００３９】
集光シート４０は、出射角度制御シート３０とＬＣＤ表示素子５０との間に設けられ、プリズム形状を用いて拡散輝度を上昇させるシートである。本実施例では、ＢＥＦ（住友スリーエム株式会社製）を使用している。
【００４０】
（反射部３３の作用）
図１６及び図４は、反射部３３の作用を説明する図である。
図１６は、入射角度０，３０，６０°で入射する平行光線が反射部３３を有さない出射角度制御シート３０内を通過する場合を示し、図４は、入射角度０，３０，６０°で入射する平行光線が出射角度制御シート３０内を通過する場合を示している。図１６において、最も出射光の拡散する角度（出射角度）が大きい光に着目すると、入射角度が小さい０°入射光の場合には、図中のＡ点を通過する。そして、入射角度が大きくなるにつれて、最も出射角度の大きい光の通過点は、図中のＢ点、Ｃ点と移動する。それに対して反射部３３を有する出射角度制御シート３０に関する図４においては、反射部３３の影となる位置の中心が、入射角度が小さい０°入射光の場合には、図中のＡ点にある。
そして、入射角度が大きくなるにつれて、反射部３３の影の中心は、図中のＢ点、Ｃ点と移動する。したがって、本実施例では、入射角度が変化しても各入射角度において、出射角度が最も大きくなる位置に届く光線が反射部３３により光源側へ戻されることとなる。よって、様々な角度で入射する光に対して、出射角度が大きく広がることを防止しながら、反射部３３によって反射して戻される光については、再利用することにより光を有効に利用している。
【００４１】
図５は、本実施例における出射角度制御シート３０に入射する平行光が出射する時の出射角度（拡散角度）の分布を入射角度毎に計算した結果を示す図である。なお、計算は、入射角度を０から８０°まで１０°刻みで変化させたが、見易くするために、３つのグラフに分けて示している。
図６は、図５に示した計算と同様な計算を、出射角度制御シート３０に反射部３３を設けない場合について行った結果を示す図である。
図５と図６とを比較して明らかなように、反射部３３がない場合には、いずれの入射角度においても、出射角度が広がって裾広がりの山形であった出射特性が、反射部３３を設けることにより、ピーク付近に集中して裾の狭い山形の出射特性となり、また、ピーク位置についても、狭い角度となっている。
【００４２】
（シート厚）
先に、シート厚は、単位凸レンズ形状の焦点距離の４０〜６５％の寸法となっていることが望ましいと説明したが、その理由について説明する。
図７は、シート厚が焦点距離の３０％となっている場合の出射光の光量分布を示す図である。
図８は、シート厚が焦点距離の４０％となっている場合の出射光の光量分布を示す図である。
図９は、シート厚が焦点距離の５０％となっている場合の出射光の光量分布を示す図である。
図１０は、シート厚が焦点距離の６５％となっている場合の出射光の光量分布を示す図である。
図１１は、シート厚が焦点距離の７０％となっている場合の出射光の光量分布を示す図である。
なお、図７〜図１１では、入射角度０度、３０度、６０度のそれぞれについて出射光の光量分布を示している。
【００４３】
シート厚が単位凸レンズ形状の焦点距離の４０〜６５％の範囲内の寸法となっていない図７及び図１１の例では、出射角度５０度以上の角度で出射する照明光が多量に存在しており、従って不要な出射光が多く、必要な範囲に集中して出射できていない。これに対して、シート厚が単位凸レンズ形状の焦点距離の４０〜６５％の範囲内の寸法となっている図８〜図１０の例では、出射角度５０度以上の角度で出射する照明光が殆ど存在しておらず、必要な範囲に集中して照明光を出射できている。
このように、本実施例における出射角度制御シート３０のシート厚は、単位凸レンズ形状の焦点距離の４０〜６５％の寸法となっていることが望ましい。
【００４４】
図１２は、単位凸レンズ形状の断面形状と集光度合、光軸補正、最大輝度との関係を示す図である。ここで、以下の説明、及び、図１２中において、長楕円とは、シート面に対する法線方向に長軸が向いている場合を示し、短楕円とは、シート面に対する法線方向に短軸が向いている場合を示すものとする。
単位凸レンズ形状の断面形状が短楕円の場合には、入射角度が大きくなると、出射角度が極端に大きくなってしまうので、単位凸レンズ形状の断面形状は、円形であるか、長楕円であることが望ましい。ただし、長半径／短半径が２．０よりも大きくなってしまうと、シート厚みを焦点距離（実際は一点に集光しないので、厳密な意味での焦点は存在しないが、最も集光密度の高いところを集光点とみなす）の４０〜６５％として得られる最適なシート厚が単位凸レンズの厚み（高さ）よりも大きくなってしまうので、長楕円であっても、長半径／短半径は２．０以下とする必要がある。
【００４５】
（反射部割合）
先に述べたように、本実施例における反射部３３の反射部割合は、４０％であるが、この反射部割合は、２０〜６０％であることが望ましい。ここで、この理由を説明するために、本実施例における出射角度制御シート３０の反射部割合を２０％，６０％に変更した比較例を用意する。
図１３は、反射部割合を変更した場合について、図５に示した計算と同様な計算を行った結果を示す図である。
図１３を、図６（反射部が無い場合：反射部割合０％）と比較すると、反射部割合を２０％とした場合には、出射特性をピーク付近に集中させる効果をまだ保っているが、反射部３３が無い場合との差が僅かであり、これ以上反射部割合を減少させると効果が得られないことが分かる。
【００４６】
また、反射部割合を６０％とした場合には、出射特性をピーク付近に集中させる効果は十分であるが、輝度が低下してしまっており、この点において、これ以上反射部割合を増加させないほうがよいことが分かる。
なお、反射部割合は、２０〜６０％の範囲であっても、反射する時点で損失が生じることが避けられない。したがって、反射部割合が多くなるにしたがい、全体として利用可能な光量が徐々に低下してしまうので、必要な集光効果を得られる範囲内でできるだけ反射部割合を少なくすることがより望ましい。
【００４７】
（単位凸レンズ形状の寸法、シート厚、反射部割合の相互の関係）
上述したシート厚、反射部割合、単位凸レンズ形状の寸法は、それぞれの寸法を変えることにより多くの組合せが考えられるが、これらの寸法を決定するために重要な点について説明する。
先に示した図４は、本発明の実施例として、理想的な形態のひとつを示しているが、入射光の進み方が、この図４に示した場合に近い進み方をするようにすれば、出射光を必要な範囲に集中して出射させることが可能である。具体的には、単位凸レンズ形状の寸法及びシート厚は、光非透過部の影が投影される前記単位凸レンズ形状のレンズ面上の位置が、いずれの入射角度で入射する照明光に対してもそれぞれの入射角度に対応した最大出射角度の光が通過する単位凸レンズ形状のレンズ面上の位置と一致する条件を満たすとよい。
【００４８】
この条件について具体例を示して説明する。
図１４は、本実施例の出射角度制御シート３０に対して入射角度０度、３０度、６０度で入射する光の光線追跡図である。
図１５は、シート厚を０．０５４ｍｍとした他は、本実施例の出射角度制御シート３０と同様な形態のシートに対して入射角度０度、３０度、６０度で入射する光の光線追跡図である。
図１４に示すように、シート厚が比較的厚い場合は、入射した光が隣の単位凸レンズに入射しやすくなる。その中でも隣の単位凸レンズの頂点より手前側（範囲Ａ）に入射した光は、全反射しやすい。したがって６０度で入射した反射部脇の光が隣のレンズの手前側（範囲Ａ）へほとんど入射しないような単位凸レンズ形状の寸法及びシート厚とすればよい。ここで、入射角度を６０度とした理由は、入射角度のコサインに比例して光の強さは低下するので、６０度以上で入射する光は光量への寄与が非常に小さくなるからである。
一方、図１５に示すように、シート厚が比較的薄い場合は、光線Ｂで示す光が出射する角度を５０度以内になるような単位凸レンズ形状の寸法及びシート厚とすればよい。ここで、出射角度を５０度以内とした理由は、この種の面光源を用いた表示装置の適視範囲は、通常４５から５０度となっているからである。
なお、出射角度を更に小さくしたい場合には、単位凸レンズ形状の長短比を大きくすることで補正効果を大きくし、光線Ａ及びＢが必要角度以内とすればよい。
【００４９】
（変形例）
以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。
本実施例において、単位凸レンズ形状３２ａがレンチキュラーレンズ部３２を形成し、反射部３３は、単位凸レンズ形状３２ａの延在する方向と平行に延在している例を示したが、これに限らず、例えば、単位凸レンズ形状を２次元方向に複数並べて配置して蝿の目レンズを形成してもよい。その場合、光透過部は、単位凸レンズ形状に対応して略円形状又は略楕円形状とするとよい。なお、上下及び左右の形状を変えることにより、左右への広がりは大きく、上下の広がりは小さくすることで、より観察適視位置に沿った出射分布とすることが可能となる。
【００５０】
また、本実施例において、拡散板２０に紫外線を吸収する特性を与えた例を示したが、これに限らず、例えば、基材層３１よりもさらに入射側に紫外線吸収作用を有して実質的に透明な紫外線吸収層が貼り合わされていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明による面光源装置を用いた液晶表示装置の実施例を模式的に示す断面図である。
【図２】本実施例における出射角度制御シート３０を拡大して模式的に示した断面図である。
【図３】本実施例における出射角度制御シート３０のシート厚と反射部３３との関係を示す図である。
【図４】反射部３３の作用を説明する図である。
【図５】本実施例における出射角度制御シート３０に入射する平行光が出射する時の出射角度（拡散角度）の分布を入射角度毎に計算した結果を示す図である。
【図６】図５に示した計算と同様な計算を、出射角度制御シート３０に反射部３３を設けない場合について行った結果を示す図である。
【図７】シート厚が焦点距離の３０％となっている場合の出射光の光量分布を示す図である。
【図８】シート厚が焦点距離の４０％となっている場合の出射光の光量分布を示す図である。
【図９】シート厚が焦点距離の５０％となっている場合の出射光の光量分布を示す図である。
【図１０】シート厚が焦点距離の６５％となっている場合の出射光の光量分布を示す図である。
【図１１】シート厚が焦点距離の７０％となっている場合の出射光の光量分布を示す図である。
【図１２】単位凸レンズ形状の断面形状と集光度合、光軸補正、最大輝度との関係を示す図である。
【図１３】反射部割合を変更した場合について、図５に示した計算と同様な計算を行った結果を示す図である。
【図１４】本実施例の出射角度制御シート３０に対して入射角度０度、３０度、６０度で入射する光の光線追跡図である。
【図１５】シート厚を０．０５４ｍｍとした他は、本実施例の出射角度制御シート３０と同様な形態のシートに対して入射角度０度、３０度、６０度で入射する光の光線追跡図である。
【図１６】反射部３３の作用を説明する図である。
【符号の説明】
【００５２】
１０  光源部
２０  拡散板
３０  出射角度制御シート
４０  集光シート
５０  ＬＣＤ表示素子
３１  基材層
３２  レンチキュラーレンズ部
３２ａ  単位凸レンズ形状
３３  反射部
３４  光透過部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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